酒精发酵的酵母菌生长、繁殖和其它单细胞微生物一样,具有四个阶段即调整期(迟滞期)、对数期(生长旺盛期)、平衡期(稳定期)、死亡期(衰亡期)。
1.调整期生产中往往把它叫做适应期。酵母菌从原菌培养基上接入新的培养基上时,一般并不立即开始生长和繁殖,而是要经过几小时的适应后,才有新的子细胞产生。特别是从冰箱中取出的菌种,由于菌体细胞原来一直处于休眠或半休眠状态,如果要它一下子迅速地改变环境,转为生长和繁殖,是不可能的。这是因为细胞中的各种酶系统要经过一段时间的诱导,使它们适宜于新的环境后,才能进行正常的“尽职工作”,这也就是酵母细胞中的各种组成物和酶系统都有一个环境适应过程。所以说在调整期间细胞并不繁殖,只是细胞体积增大,原生质变为比较均匀,细胞内各种贮藏物渐渐消失,生理活性、代谢机能开始活跃,随着就开始进行繁殖,并逐渐进入对数期。调整期的长短与菌种的遗传性、菌龄、接种时间、培养条件、新的培养基的营养物成分等有关,一般说来,当培养条件、新的培养基营养物成分适宜时,用繁殖速度快、菌龄短、生长旺盛时的酵母接种,其调整期就短,反之,就可能延长几小时。
2.对数期也就是酵母细胞生长、繁殖最旺盛的时期。酵母细胞经过前一段的诱导适应后,如果在各种条件均适宜、营养物也足够的情况下,就以最快速度地繁殖,所繁殖的总细胞增加可用2n来表示。酵母菌一般每1.5—2小时可繁殖一代。对数期的长短,主要起决于菌种的本性,其次是营养物浓度和培养条件。所以,要获得大量的酵母细胞,在这个时间就要保证有适宜的环境条件和丰富的营养物供给。酵母生长处于对数期时,可把它用于生产中进行扩大培养的接种酵母。
3.平衡期当酵母细胞的繁殖速度达到最高峰时,其细胞总数就不会再增加,这是由于上两阶段的糖类营养物质的消耗,代谢产物—酒精的积累以及培养基中pH值、氧化还原电势的改变,对细胞产生了较大的抑制性。这时,细胞总数将处于稳定状态,死亡细胞数和繁殖细胞数接近平衡。酵母处于平衡期的长短,主要决定于培养基中的营养物浓度和代谢产物的抑制作用程度,但同时也受培养基中pH、培养条件、菌种性能的影响。
4.死亡期酵母细胞进入平衡期后,如果再继续培养,如细胞总数不再处于稳定,死亡细胞数逐渐增加,细胞的死亡速度超过繁殖速度。最后,全部细胞死亡。所以,在生产中要人为地控制好各种条件,用酵母的生长规律,来满足生产的需要。